عملکرد و طرح پمپ

عملکرد و طرح پمپ

پمپ شامل یک رو تور(بلوک سیلندر) می باشد که شیارهایی بصورت شعاعی بر روی آن قرار دارد و در داخل این شیارها پیستونها قرار گرفته اند. روتور بصورت خارج از مرکز نسبت به بدنه قرار گرفته است. پیستونها و بلوک سیلندر توسط خار به شفت محرک متصل شده اند. با گردش شفت محرکدر حالیکه بدنه ثابت است پیستونها و بلوک سیلندر دوران می کنند. با توجه به خارج از مرکز بودن بلوک سیلندر نسبت به بدنه پمپ، هنگام دوران بلوک سیلندر، پیستونها حرکت رفت و برگشتی انجام می دهند. هنگامیکه پیستونها به انتهای کورس خود در سیلندر می رسند جلوی مجرای ورودی قرار می گیرند و در اثر افزایش حجم ایجاد شده در سیلندر سیال به داخل کشیده می شود و هنگامیکه  پیستون به سمت بالا حرکت می کند، در اثر کاهش حجم ایجاد شده سیال تحت فشار قرار گرفته و در این هنگام دهانه سیلندر جلوی مجرای خروجی قرار می گیرد و سیال به سمت بیرون حرکت می کند. در این نمونه از پمپها با تغییر فاصله محوری مراکز بدنه و روتور می توان کورس پیستونها و در نتیجه حجم جابجایی پمپ را تغییر داد.

3-7 کارائی پمپ

کارائی یک پمپ در ابتدا به دقت در مرحله ساخت آن بستگی دارد. مهمترین نکته ای که باید به آن  توجه داشت تلرانس دقیق بین قطعات می باشد که در شرایط کارکرد پمپ اهمیت بسزایی دارد. حفظ تلرانس دقیق بوسیله طراحی سیستمهایی که هم شامل استحکام مکانیکی و هم فشارهای متعادل می باشند حاصل می شود. از دیدگاه تئوری یک پمپ ایده ال پمپی است که لقی بین تمام قطعات در گیر صفر باشد. اگر چه این موضوع از دیدگاه طراحی و ساخت منطقی نیست ولی لقی بین قطعات جهت انجام کار تا حد ممکن می بایست کوچک در نظر گرفته شوند. سازندگان پمپ  تست هائی را  بکار می برند تا کارائی انواع متنوع پمپ ها را تعیین کنند. راندمان کلی پمپ ها را  می توان با مقایسه میزان توان خروجی به توان ورودی پمپ محاسبه نمود.

راندمان های پمپ

پارامترهای عملکردی پمپ ها بوسیله یکسری آزمایشاتی که معمولاً توسط کارخانجات سازندگان پمپ انجام می شود تعیین می گردد. با مقایسه توان خروجی یک پمپ نسبت به توان ورودی آن یا بعبارتی نسبت توان هیدرولیکی به توان مکانیکی وارد بر شفت اصلی پمپ می توان راندمان کلی پمپ را محاسبه نمود.

در واقع راندمان کلی پمپ را می توان به دو مولقه مجزا تقسیم نمود که شامل راندمان حجمی و راندمان مکانیکی می باشد.

3-7-1 راندمان حجمی

این راندمان بیانگر میزان نشتی در داخل پمپهاست که ناشی از لقی بین قطعات و پوسته پمپ می باشد. راندمان حجمی را میتوان از طریق رابطه زیر تعیین نمود:

راندمان حجمی

میزان راندمان حجمی برای پمپهای مختلف در جدول ذیل داده شده است :

جدول3-1: مقایسه راندمان حجمی در پمپهای مختلف

 راندمان حجمی  نوع پمپ
90-80 پمپهای دنده ای
92-82 پمپهای پره ای
98-90 پمپهای پیستونی

3-7-2 راندمان مکانیکی

راندمان مکانیکی بیانگر میزان تلفات

انرژی در پمپها بدون در نظر گرفتن نشتی ها می باشد.

این اتلاف انرژی شامل موارد ذیل است:

  • اصطکاک در یاتاقان و دیگر اجزاء متحرک
  • اتلاف انرژی ناشی از جریانهای آشفته

راندمان مکانیکی را می توان از طریق رابطه ذیل تعیین نمود:

  راندمان مکانیکی

      = محاسبه در سیستم متریک، توان بر حسب وات

که در این رابطه:

P: فشار اندازه گیری شره در قسمت خروجی بر حسب pa

Vd:حجم جابجایی پمپ بر حسب m3/rev

TA: گشتار واقعی وارد بر محور ورودی پمپ بر حسب N-M

N: سرعت دوران پمپ بر حسب rpmیاrad/s

راندمان مکانیکی پمپ را همچنین می توان بر حسب میزان گشتاور تعیین نمود:

    = بازده مکانیکی

که در این رابطه:

: گشتاور تئوری بر حسب نیوتن در متر (N-M)

: حجم جابجایی پمپ بر حسب متر مکعب بر دور (m3/rev)

P: فشار بر حسب پاسکال (pa) l می باشد.

برای تعیین گشتاور واقعی از رابطه ذیل می توان استفاده نمود:

=   گشتاور واقعی

    گشتاور واقعی

N(rad/s) =

با داشتن بازده حجمی و بازده مکانیکی می توان از رابطه ذیل بازده کلی پمپ را تعیین نمود.

     = بازده کلی

 توان واقعی که از یک محرک اصلی توسط یک شفت در حال دوران به پمپ داده می شود به عنوان توان ترمزی و توان واقعی خروجی از پمپکه به یک سیال داده می شود به عنوان هیدرولیکی شناخته می شود.

رابطه بین سه راندمان را می توان اینگونه بیان نمود:

   =  بازده کلی